一种红色荧光体及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及固体发光材料领域，具体来说设及一种红色巧光体，还设及含有运种 红色巧光体的发光元件及颜料。
【背景技术】
[0002] 巧光体被应用于照明与显示的各个领域，尤其是随着半导体照明技术的发展，应 用于白光LED中的巧光体受到了越来越广泛的关注。白光LED光电转换效率高、节能环保、 使用寿命长、安全可靠，被公认为下一代绿色照明光源。当前实现白光L邸主要有3种途 径，第一种是通过红、绿和蓝色L邸忍片组合形成白光，但是通过运种方法实现白光比较困 难，因为要考虑到=个不同颜色忍片的驱动特性，电路设计上很复杂。第二种是运用量子效 应，运用不同粒径尺寸的同一种半导体制备L邸忍片W实现白光，运种方法实现的白光LED 具有较高的效率，但是成本较高，同时技术上也不成熟。第=种是使用发紫外光或者蓝光的 L邸忍片加上巧光体来实现白光，运种方法是最简单易行，同时也是最成熟的方法。
[0003] L邸作为新一代节能环保的绿色照明光源受到了世界各国的高度关注，利用紫外 或蓝光LED激发巧光体而产生白光是目前白光LED发展的主流，巧光体的性能直接影响白 光LED的亮度、色溫、热稳定性及显色性等。目前白光LED中实际使用的红色巧光体只有 SrzSisNs:化红粉和CaAlSiN3:化红粉。运两种氮化物红粉合成困难，成本较高，且其发光效 率也有待于进一步提局。
[0004] 综上所述，目前使用的氮化物红色巧光体存在成本高、发光效率偏低的不足，因此 开发新型高效的L邸用红色巧光体成为国内外研究的热点。 阳〇化]在紫外或蓝光激发下，呈现红色巧光的Mn4+离子激活的发光材料，具有合成溫度 低、发光亮度高和化学性能稳定的优点，且Mn4谓子的发光性质如吸收和发射峰的位置、发 光效率、热泽灭溫度等极大地取决于其所处的晶体环境，因此研究Mn4+离子激活的发光材 料是开发新型红色巧光体的优异选择。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对上述问题，提供一种物理化学稳定性良好的Mn4+离子激活的 红色巧光体，其比现有红色巧光体具有稳定性好、成本低、光效高的特性。
[0007] 本发明的另一个目的是使用运种红色巧光体提供成本低、光效高的发光元件。
[0008] 本发明的另一个目的是提供使用了运种红色巧光体的颜料。
[0009] 为了解决上述课题，本发明的发明人对WMn4+为主要激活剂的各种巧光体进行了 深入研究，从而实现了本发明。
[0010] 本发明的目的是通过W下技术方案来实现的： W11] 第1发明是一种红色巧光体，其特征在于：化学组成通式为：AARJ)正。BfAlA:Mn%，其中，A为一价元素Li、化、K、化、Cs中至少一种；M为二价元素化、Sr、Ba、Mg、化、 Cd、Ni、Pb中至少一种；R为S价元素Y、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、孔、Lu、 81中至少一种；0为5(3、6日、111、口、￥、佩、1日、51、66、511、513、2'、册、1'1、化中至少一种出为F、Cl、Br、N中至少一种巧为棚；A1为侣；0为氧；Mn4+为四价儘；0《a《8,0《b《20， 0《c《8,0《d《4,0《e《4,0《f《6,6<x《50,0<y《2,0<a+e+f。
[0012] 第2发明是第1发明所设及的红色巧光体，其特征在于：0<a《6,0.516， 0《c《6,0《d《3,0《e《2,0《f《4,6<x《40,0<y《l;优选0. 1《a《4， 0. 7《b《12,0《c《3,0《d《2,0《e《1. 5,0《f《2,6 <X《30,0 <y《0. 8。
[0013] 第3发明是第1发明所设及的红色巧光体，其特征在于：0《a《6,0.516， 0《c《6,0《d《3,0《e《2,0<f《4,6<x《40,0<y《l;优选0《a《4， 0. 7《b《12,0《c《3,0《d《2,0《e《1. 5,0. 3《f《2,6 <x《30,0 <y《0. 8。
[0014] 第4发明是第1发明所设及的红色巧光体，其特征在于：0《a《6,0.516， 0《c《6,0《d《3,0<e《2,0《f《4,6<x《40,0<y《l;优选0《a《4， 0. 7《b《 12,0《c《3,0《d《2,0.l《e《 1.5,0《f《2,6<x《30,0<y《0. 8。
[0015] 第5发明是一种发光元件，其包括第1发光体和第2发光体，第1发光体发出具有 第1发光光谱的光，第2发光体吸收所述具有第1发光光谱的光的至少一部分，并发出具有 和所述第1发光光谱不同的第2发光光谱的光；其特征在于：作为第2发光体含有第1~4 任一项发明所述的红色巧光体。
[0016] 第6发明是第5发明所设及的发光元件，其特征在于：作为第1发光体尤其使用发 光二极管或激光二极管，或者基于低压或高压的放电灯，或者电致发光灯。
[0017] 第7发明是一种颜料，其特征在于：含有第1~4任一项发明所述的红色巧光体。
[0018] 本发明所述红色巧光体还可W与其它紫外光源或蓝光光源例如蓝光0L邸相关联 使用，或者与蓝光化发光材料结合使用。化代表电致发光。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明实施例1巧光体的激发光谱和460nm波长蓝光激发下的发射光谱 图。
【具体实施方式】
[0020] 本发明所述红色巧光体可采用高溫固相合成法、共沉淀法、溶胶凝胶法、微波烧结 合成法等工艺制备，其高溫固相合成法的工艺过程是：按照化学式组分称取相应元素的单 质或化合物，并添加棚酸、面化物、碱金属碳酸盐的至少一种作为助烙剂，助烙剂的添加量 为原料总质量的0. 01~10%。研磨混合均匀后，在800°c~1400°C下烧结1~30小时即 得到产品。另外，为了得到晶相均匀的巧光体，也可W将得到的巧光体进行重复粉碎、再烧 制。
[0021] 下面通过实施例对本发明进行更具体地说明，但只要不超出本发明的宗旨，本发 明不受下述的实施例的任何限制。 阳0巧实施例1 :NaSrBAl4〇9.M:Mn。.。廣光体的合成： 阳02引在化学组成通式AgMbReD正。BfAl4〇x:Mn%中，设定A=化，M=Sr，称量各种原料，W使构成离子的摩尔比为化：Sr : B : A1:0:Mn=1:1 : 1:4:9. 04:0. 02(a =l、b = l、c = 0、d = 0、e = 0、f = l、x = 9. 04、y = 0. 02)。
[0024]称取5. 3g化2〔〇3、14. 76拆rC〇3、6. 2邑&8〇3、20. 4gAl2〇3、〇. 23gMnC〇3,充分研磨混合 均匀后，装入氧化侣相蜗在130(TC赔烧5小时，即得所述巧光体。其激发光谱和发射光谱见 图1，其发射光谱位于630nm~680nm的红光区域；激发光谱为一宽带双峰激发光谱，由峰 值位于390nm和455nm处的两个谱带构成，与近紫外光LED及蓝光L邸的发射光谱能够很 好的匹配。 阳0巧]实施例2~15 :
[0026]在化学组成通式AaMbRcD正eBfAl4〇x:Mn%中，设定a=化i，化，K)，M= (Sr，Ca，Mg， Zn)，R=灯，Eu)，D= (Si,巧，E= (F，Cl)，按表1中各实施例具体的化学式组成称取各种 原料，制备过程与实施例1相同，得到的巧光体的发光特性见表1。
[0027] 表1实施例1~15的化学式及其发光特性（激发波长为460nm)
[0028]
阳0巧]本发明的巧光体表现出比现有红色巧光体更高辉度的发光，更优异的化学稳定性 能，原材料成本低，制备条件溫和，生产过程无污染，适合批量生产，可应用于各种白光发光 装置、照明器具、V抑、阳D、PDP、CRT等。
[0030] 虽然利用特定的方式详细地说明了本发明，但本领域技术人员清楚，可W在不脱 离本发明的意图和范围内进行多种改变。
【主权项】
1. 一种红色荧光体，其特征在于：所述荧光体的化学组成通式为： AaMbRcDdE eBfAl40x:Mn4+y，其中，A为一价元素 Li、Na、K、Rb、Cs中至少一种；M为二价元 素 Ca、Sr、Ba、Mg、Zn、Cd、Ni、Pb 中至少一种；R 为三价元素 Y、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、 Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Bi 中至少一种；D 为 Sc、Ga、In、P、V、Nb、Ta、Si、Ge、Sn、Sb、Zr、 Hf、Ti、Cr中至少一种；E为F、Cl、Br、N中至少一种；B为硼；Al为铝；0为氧；Mn 4+为四价 锰；OS a <8,0<b <20,0<c <8,0< 4,0<e <4,0<f <6,6<X<50,0 < y 2,0 < a+e+f〇2. 根据权利要求1所述的红色荧光体，其特征在于：0< a < 6,0. 5 < b < 16， 0彡c彡6,0彡d彡3,0彡e彡2,0彡f彡4,6<x彡40,0<y<l ;优选0? 1彡a彡4， 0? 7 彡 b 彡 12,0 彡 c 彡 3,0 彡 d 彡 2,0 彡 e 彡 1. 5,0 彡 f彡 2,6 < X 彡 30,0 < y 彡 0? 8〇3. 根据权利要求1所述的红色荧光体，其特征在于：0< a < 6,0. 5 < b < 16， 0彡c彡6,0彡d彡3,0彡e彡2,0<f彡4,6<x彡40,0<y<l ;优选0彡a彡4， 0? 7 彡 b 彡 12,0 彡 c 彡 3,0 彡 d彡 2,0 彡 e 彡 I. 5,0. 3 彡 f彡 2,6 < X 彡 30,0 < y 彡 0? 8〇4. 根据权利要求1所述的红色荧光体，其特征在于：0< a < 6,0. 5 < b < 16， 0彡 c 彡6,0 彡 d彡 3,0<e<2,0 彡 f彡 4,6<x彡 40,0<y<l ;优选 0 彡 a 彡 4， 0. 12,0^ 3,0^ 2,0. 1.5,0^ 2,6 <x^ 30,0 <y^0.8〇5. -种发光元件，其包括第1发光体和第2发光体，第1发光体发出具有第1发光光 谱的光，第2发光体吸收所述具有第1发光光谱的光的至少一部分，并发出具有和所述第1 发光光谱不同的第2发光光谱的光；其特征在于：作为第2发光体含有根据权利要求1~4 任一项所述的红色荧光体。6. 根据权利要求5所述的发光元件，其特征在于：作为第1发光体使用发光二极管或 激光二极管，或者基于低压或高压的放电灯，或者电致发光灯。7. -种颜料，其特征在于：所述颜料含有根据权利要求1~4任一项所述的红色荧光 体。
【专利摘要】本发明涉及一种红色荧光体及其应用，该荧光体化学组成通式为：AaMbRcDdEeBfAl4Ox：Mn4+y，其中，A为一价元素Li、Na、K、Rb、Cs中至少一种；M为二价元素Ca、Sr、Ba、Mg、Zn、Cd、Ni、Pb中至少一种；R为三价元素Y、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Bi中至少一种；D为Sc、Ga、In、P、V、Nb、Ta、Si、Ge、Sn、Sb、Zr、Hf、Ti、Cr中至少一种；E为F、Cl、Br、N中至少一种；B为硼；Al为铝；O为氧；Mn4+为四价锰；0≤a≤8，0≤b≤20，0≤c≤8，0≤d≤4，0≤e≤4，0≤f≤6，6＜x≤50，0＜y≤2，0＜a+e+f。本发明的荧光体具有优异的红光特性。
【IPC分类】C09K11/71, H01L33/50, C09K11/80, C09K11/64
【公开号】CN105001860
【申请号】CN201510487827
【发明人】王海容, 孙继兵, 文会通
【申请人】王海容
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月11日